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第一届全国物理力学青年学术研讨会报告综述

本站小编 Free考研考试/2022-01-01

朱云飞1,*,, 韩增尧2, 姜利祥1, 詹世革3
1北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程技术国防科技重点实验室,北京 100094
2中国空间技术研究院,北京 100094
3国家自然科学基金委员会数理科学部,北京 100085;

REVIEW OF THE FIRST NATIONAL SYMPOSIUM ON PHYSICAL MECHANICS FOR YOUNG SCHOLARS

ZhuYunfei1,*,, HanZengyao2, JiangLixiang1, ZhanShige3
1Reliability and Environmental Engineering National Key Laboratory, Beijing Institute of Satellite Environment Engineering,Beijing 100094,China
2China Academy of Space Technology,Beijing 100094,China
3Department of Mathematical and Physical Sciences, National Natural Science Foundation of China, Beijing 100085,China
文献标识码:A

通讯作者:* E-mail: benzhu416@163.com
版权声明:2018力学学报期刊社力学学报期刊社 所有
基金资助:国家自然科学基金资助项目(11742003).

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摘要
简要介绍了第一届全国物理力学青年****学术研讨会的情况,对与会****所做的报告内容进行了总结.

关键词:物理力学;青年****;学术研讨会
Abstract
In this paper we gave a brief introduction to the First National Symposium on Physical Mechanics for Young Scholars and reviewed all the scientific reports presented at this symposium.

Keywords:physical mechanics;young scholars;symposium

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朱云飞, 韩增尧, 姜利祥, 詹世革. 第一届全国物理力学青年****学术研讨会报告综述[J]. 力学学报, 2018, 50(4): 970-976 https://doi.org/10.6052/0459-1879-18-244
Zhu Yunfei, Han Zengyao, Jiang Lixiang, Zhan Shige. REVIEW OF THE FIRST NATIONAL SYMPOSIUM ON PHYSICAL MECHANICS FOR YOUNG SCHOLARS[J]. Acta Mechanica Sinica, 2018, 50(4): 970-976 https://doi.org/10.6052/0459-1879-18-244
物理力学是力学与物理学的交叉学科,其基本思想是从物质的微观结构出发,提供直接计算工程技术中所用介质和材料的物理力学 性质的途径,使力学问题的解决建立在微观分析与计算的基础上.世界著名科学家,空气动力学家、中国航天事业奠基人钱学森是这门 学科的开创者.钱学森在1946年将稀薄气体的物理、化学和力学特性结合起来的研究,是先驱性的工作. 1953年,他正式提出物理力学概念,并开拓了高温高压的新领域.
当前,我国在着力提升进入空间、利用空间和控制空间的能力.载人航天、深空探测、微纳卫星、电推进卫星、可重复使用运载器等创新性航天技术的快速发展,对物理力学提出了更多新的挑战,迫切需要力学工作者及时跟踪国家重大需求、国内外最新研究进展,开拓新领域,发展国际领先的创新方法,解决本领域前沿科学问题.
为了深入交流和探讨物理力学学科的最新进展和面临的挑战性科学问题,为在物理力学研究领域科研一线的40岁以下青年****提供学术交流、开拓研究视野和增强合作的机会,国家自然科学基金委员会数理科学部和中国力学学会物理力学专业委员会共同主办了“第一届全国物理力学青年****学术研讨会”.
2017年11月6-7日,由中国空间技术研究院研发部,北京卫星环境工程研究所,可靠性与环境工程技术国防科技重点实验室以及《航天器环境工程》期刊联合承办的“第一届全国物理力学青年****学术研讨会”在北京召开. 中国空间技术研究院研发部副部长韩增尧研究员担任本次研讨会主席并主持开幕式. 北京卫星环境工程研究所科技委主任向树红研究员代表北京卫星环境工程研究所向参加本次研讨会的代表表示热烈欢迎,简要介绍了北京卫星环境工程研究所在航天器环境工程及AIT领域的工作,鼓励大家将物理力学的最新研究成果应用到航天器环境工程之中. 国家自然科学基金委数理科学部常务副主任孟庆国介绍了研讨会的宗旨以及基金委对物理力学多年来的支持,希望本次研讨会能够推动物理力学青年****的快速成长、促进青年****相互交流进而开展实质性合作.李明副院长介绍了中国空间技术研究院在载人航天、深空探测、导航定位、对地观测、通信广播、空间科学与技术试验等六大系列航天器领域的重大工程项目及取得的各项成就,讲述了物理力学提出的背景以及物理力学的创立者钱学森与中国空间技术研究院的渊源.
本次研讨会上,邀请了航天工程、物理力学基础研究领域的4名****做了大会特邀报告,介绍了各自的最新研究成果:分别是湘潭大 学周益春教授、中科院力学所赵亚溥教授、五院研发部韩增尧研究员、中国空间技术研究院西安分院崔万照研究员. 周益春教授做了题为《物理力学及其在工程实际中的应用》的报告,详细阐述了物理力学的提出与范式,研究领域,物理力学发展现状. 最后介绍了课题组多年来在热障涂层和铁电存储器领域的研究思路,通过实验方法表征热障涂层剥落失效演化过程,然后在本构模型的基 础上开展裂纹断裂的数值仿真,建立失效准则和模型进行可靠性评价. 韩增尧研究员在《空间碎片超高速撞击效应》报告中,介绍了空间碎片及微流星体的定义,自2000年以来,空间碎片的快速增长、分类、 空间分布以及由空间碎片对各国航天器的在轨撞击案例,然后分析了载人密封舱及航天器部组件典型的各种失效模式以及天宫一号采用的 碎片防护技术. 赵亚溥教授介绍了页岩气开采中的物理力学挑战性问题及基于固液、固气耦合的多场分析方法在页岩气开 采研究中取得最新研究成果. 崔万照研究员做了《航天器大功率微波器件微放电效应》的报告,针对表面形 貌、吸附、电场等多因素,提出了材料的二次电子发射特性分析方法,揭示了电子在表面状态下的微观作用机制和动态多物理过程,然后 介绍了大功率小型化微波部件微放电数值仿真平台(MSAT)和Au、Ag、TiN等表面镀层材料引入陷阱结构对微放电的优异抑制性能及环境稳定 性,最后航天器微波部件微放电的研究方向为介质大功率微波部件的微放电效应.
本次研讨会邀请了国内21个高校和科研院所39位40岁(含)以下获得自然科学基金资助并在物理力学领域具有良好发展潜力的青年****开展 了为期2天的学术和研究经验交流. 28位青年****报告了他们的最新研究进展,并就研究中遇到的问题与其他参会****开展了热烈讨论.这些报告均为当前物理力学研究热点问题,涵盖了复杂流体、高温高压、软物质、微纳米低维材料、超高速碰撞等多个物理力学研究领域. 下面就这5个方面进行简要介绍.

1 复杂流体物理力学

袁泉子在《溶解润湿动力学》报告中介绍了液体在可溶解的固体表面发生动态润湿的现象,是一个跨尺度、多场耦合、流固耦合的界面动力学问题,也是能源、生命、军事等重要领域中的瓶颈问题之一.通过实验和模拟相结合的研究发现:三相接触线在可溶解固体表面移动,固体粒子在溶剂力作用下溶解到液体之中.固体的溶解不仅为接触线移动提供驱动,导致了固体边界形状的改变,而且向液体输运质量和动量,导致固液界面和液体内部属性的演化.发展了理论模型,得到了溶解润湿的标度关系和动态规律,与实验和模拟观测相符.在溶解润湿的认识上更进一步,为实际应用中溶解润湿的设计提供理论指导.
徐升华的报告《以胶体模型体系研究奥斯特瓦尔德分步律的普适性》提到奥斯特瓦尔德分步律 已被无数实验所证实,但100多年来其普适性仍未得到公认,一个重要原因就是有极个别观察不到中间亚稳态的所谓“例外”报道.胶体悬浮液体系和原子分子体系在物理上有许多类似的行为表现,因而也成为研究凝聚态物理许多现象的一个非常有价值的模型体系.课题组利用胶体模型体系,基于物理力学从微(介)观入手的方法,研究了奥斯特瓦尔德分步律的普适性问题,深化了对结晶动力学途径中存在亚稳态必要性的理解,并对奥斯特瓦尔德分步律的所谓“例外”的可靠性提出了质疑,推进了对分步律普适性的肯定.
庄保堂在《微重力环境下板式构件流体管理性能的试验研究》中对板式流体管理装置(PMD)进行了简要介绍. PMD是利用液体表面张力对空间环境下流体实行主动管理和控制的新型装置,其由各类板式构件组成.板式构件的传输性能决定了PMD流体管理功能的成败.搭建了板式构件的微重力模型试验系统,针对不用形状的导流叶片和蓄液器的流体传输行为进行微重力落塔试验研究,得到微重力环境下各板式构件的流体传输特性和液体蓄留规律.试验结果表明,不同形状的导流叶片和蓄液器对流体传输性能有较大影响,合理设计板式构件可有效地控制流体传输速度和蓄留能力.该试验成果不仅为新型板式流体管理装置设计优化提供参考,同时也为空间环境下流体控制提供了一种新的方法.
马蓉在《基于电场效应的微重力气液两相流动数值模拟研究》中,引入电水动力学EHD理念,为微重力流体气液相分离系统提供了一种新的主动控制手段.在微重力条件下电场强化产生的电水动力EHD效应涉及电场、流畅、温度场、重力场和相界面之间的耦合作用.微重力环境大大抑制了重力引起的自然对流效应,难以彻底实现在轨流体在注气液相分离.鉴于试验的复杂性和高成本,首先开展了基于电场效应的微重力气液两相流动数值模拟研究,为试验和理论建模提供了有效验证和分析手段.
余迎松在《PDMS表面上的聚苯乙烯微球的蒸发沉积》的报告中介绍了研究背景和液滴蒸发实验,获得了微球沉降时间和沉积图案. 与纯水液滴蒸发相比较,乙醇的加入使液滴的蒸发模式发生改变.
理论分析了蒸发液滴内微球的沉降时间,结果与实验观测值相符. 当颗粒浓度较低时会形成单层紧密排列的沉积图案,而当颗粒浓度较高时会形成一个多层排列的沉积图案,乙醇的加入对沉积图案没有明显影响.
方明在《极高速热化学非平衡稀薄气体电离效应的DSMC方法及应用》中介绍了随着航天器再入/飞行速度的不断增大,传统连续流区域的电离现象向稀薄流区大幅延伸,通信黑障等等离子体现象更加显著. 主要介绍近年来课题组在稀薄气体电离效应DSMC模拟方法方面的工作,包括稀薄弱电离等离子体效应的处理方法,稀有组分电离反应的权重因子方法,适用于复杂外形航天器再入电离特性预测的MPI并行平台开发以及在典型航天器再入条件下的应用. 下一步研究工作主要围绕稀薄气体辐射,表面化学和壁面催化展开.
郑伟在《天空海一体化卫星重力反演和水下组合导航研究》中介绍了基于天空海一体化新技术的卫星重力反演和水下潜器精确导航的研究.围绕卫星数据处理和重力反演,开展我国下一代重力卫星技术方案、观测模式及关键载荷精度指标顶层设计和需求论证.融合卫星、航空、海洋等多源信息,构建新一代水下潜器惯性/重力/地形/水声组合导航系统.开展了新一代GNSS-R测高/重力星座优化设计研究,提出改善水下潜器组合导航精度的理论和方法.

2 高温高压及断裂损伤物理力学

杨丽在《热障涂层破坏机制与可靠性评价》报告中,结合在热障涂层性能表征与评价的测试技术与方法、失效过程的无损检测,介绍了航空发动机热障涂层破坏机理分析与可靠性评价方面取得的成果。热障涂层作为航空发动机不可缺少的关键材料,是提高航空发动机服役温度最切实可行的方法.然而服役过程中涂层过早剥落失效是制约我国热障涂层安全应用的瓶颈.该研究优化了热障涂层制备工艺,显著提高了其服役性能.
江天在《强激光诱导熔石英元件表面损伤动力学》报告中指出熔石英元件的激光损伤问题一直是大功率激光器性能提升的瓶颈.以往对熔石英的损伤多为后验研究,即损伤之后通过形貌分析反推物理机制,对实时损伤过程的研究报道较少.课题组利用泵浦探测成像技术,在纳秒时间分辨率上拍摄了熔石英元件损伤图像,获得了熔石英后表面的不同损伤阶段,并分析了激光波长、能量对损伤动力学的影响.结果表明,熔石英表面损伤过程伴随着微观尺度的等离子体形成和微米级粒子的喷射,过热爆炸机制及其诱导的瞬态应力波是产生这些瞬态微观现象的可能原因.
喻寅在《PBX炸药气-固耦合断裂的细观机制与主控因素研究》报告中介绍了开展气-固耦合断裂建模,探索PBX炸药演化的细观机制,揭示主控因素的研究进展.设计并装备能够承受跌落、枪击、烤燃、殉爆等严酷考验的“安全弹药”,对于提升航母、战机、导弹部队等的实战化水平,避免安全性事故具有重大意义.在固体炸药意外点火后,从温和燃烧转向激烈爆燃与猛烈爆炸的直接诱因是炸药中燃烧总面积的迅速增长;更深层次原因则是炸药中脆性断裂与气体对流的耦合演化所导致的裂纹扩展与裂纹面燃烧.
张震在《CCD激光致眩效应研究》报告中以物理力学的观点研讨CCD激光致眩效应的基础性理论问题,以期促进对该问题更加深入并全面的研究.报告结合几种典型CCD激光致眩效应的研究结果,简要概括CCD激光致眩的基本问题、方法及难点.所涉及的几种效应是CCD的激光光斑饱和、单侧拖尾和串扰线等.以上述效应为例,说明CCD激光致眩效应的现象、规律、机制、模型及应用等基本问题;说明CCD激光致眩效应研究需要综合运用的理论、实验及数值模拟等方法;提出CCD激光致眩效应在建模仿真方面的难题.
李元庆在《环氧复合材料的低温力学行为研究》报告中,介绍了环氧复合材料低温力学性能.树脂基复合材料具有比金属材料高 得多的比强度和比刚度,在航天运载火箭、航天卫星和大型低温工程等低温领域应用前景广阔.但传统树脂基复合材料在极低温环境 下力学性能(尤其是韧性)较差,开展有关高性能复合材料极低温力学行为研究具有重大战略意义.本报告将介绍本课题组近年来在树 脂基复合材料低温力学行为方面的研究进展,具体包括如何利用碳纳米管、氧化石墨烯等纳米碳材料影响环氧树脂在常温和低温(77 K)下的力学行为,提高材料在低温下的强度、模量及层间剪切强度等.

3 软物质物理力学

李铁风在《软机器人和智能结构力学》的报告中,介绍了基于介电智能材料的一种机器鱼的设计方法和实验测试工作. 该机器鱼不采用传统的电机,而是由介电材料通过电--机械能转换直接驱动.机器鱼的游动速度可达6.4 cm/s(0.69个身长每秒),是目前基于软材料的机器鱼中速度最快的. 该机器鱼的设计思路可以扩展到许多其他柔性装置和软机器人.
王鹏飞在《EAP软材料与软驱动技术研究》中介绍了电致活性聚合物 这一近年来新兴的一类非常接近生物肌肉特性的智能软材料,亦称为人工肌肉材料或EAP软材料.它既可以将电能转换为机械能实现仿生 驱动功能,又可将机械能转换为电能实现柔性传感或发电.基于EAP软材料的仿生结构具有驱动-传感一体化、自由度多、灵活性强、响应速度快、质量轻、成本低等优势.这类智能材料可用于设计和制造多种换能器件,例如:基于介电软材料的空间仿生抓捕手、主动减振器、柔性传感器等,此外,亦可用于开发智能柔性穿戴设备、波浪能发电等.
徐泉在《壁虎刚毛的动态自清洁机理及其在微颗粒操控的应用仿生研究》报告中介绍了壁虎脚掌的多层次刚毛结构,兼具人类望尘莫及的强黏附力和超强自清洁能力.该研究从壁虎脚掌高效自发脱尘得到灵感,并基于摩擦学与仿生学原理,设计出具有可主观调控的功能表面,实现不同形状的微颗粒自由操控.这一研究成果不但为工业界困扰已久的微颗粒操控提供新的设计思路,并有望率先制备出可以反复多次使用,具有自清洁及微颗粒操控等能力的功能表面,在极端温度,超高真空,航空航天等领域发挥作用.
郑中玉在《胶体椭球系统玻璃态转变研究》报告中介绍了胶体玻璃的研究背景,胶体椭球系统玻璃态转变过程中的一步/两步玻 璃态转变和弛豫过程中的静态结构特征,然后介绍了胶体椭球与分子系统的相似规律. 研究了粒子各向异性对玻璃态转变的影响,依赖粒子长径比“一步/两步”玻璃态转变的微观机制取决于“转动--平动”弛豫空间耦合关系. 粒子各向异性越强,玻璃形成能力越强. 玻璃态转变的非晶局域结构特征(非晶态、非典型对称结构)表现为运动减缓源于构型熵降低和静态关联尺度增大,玻璃态转变导致热力学相变.
朱银波在《超弹性耐疲劳碳材料的层状多拱微结构力学设计》的报告中介绍了纳米结构单元的多级次多尺度集成组装技术研究,为传统材 料的升级改造、研制具有新颖结构和高性能指标的新材料,满足特种环境下的产业化应用提供了战略机遇.通过取向冷冻等方法,设计独 特的多级次层状拱形弹性微结构,获得了具有超弹性抗疲劳的新型碳材料.这种新型碳材料具有良好的压缩性和较低的能量损耗,力学分 析和有限元模拟表明这种碳材料优异的弹性和抗疲劳特性来源于其独特的层状多拱形微结构设计.这种超弹性耐疲劳碳材料具有极为敏 感的荷载--变形响应,有望应用于航空航天等极端环境下高灵敏度传感器、柔性器件等.
叶会见在《氮化硼纳米片/P(VDF-HFP)复合膜的制备和储能性能》的报告中介绍了用于高脉冲电容器的氮化硼纳米片/P(VDF-HFP)复合膜. 该膜具有很高的功率密度,在消费电子、医用器械及军工等领域有广泛的应用. 具有高介电常数、高击穿场强、高储能密度的介电复合材料是实现新型脉冲储能的重要基础.本研究利用氮化硼纳米片与聚 (偏氟乙烯 六氟丙烯)复合,研究拉伸和多层结构设计对P(VDF-HFP)材料介电、储能性能的影响.当BNNSs的重量含量 为0.5 %时,复合膜的介电常数可达35.5 (100 Hz),此时损耗仅为0.058;当 E=325MV/m时,复合膜的最大极化强度达4.05 C/cm 2,储能密度为5.63 J/cm 3,比纯膜提高了34%,充放电效率为79%.
朱云飞在《基于超弹性材料的厚壁圆管 非线性屈曲分析》的报告中介绍了基于超弹性材料的圆柱管在内外压力差和轴向拉/压力作用下的三维非线性屈曲和后屈曲行为. 首先基于增量方法 建立了可以描述三维厚壁超弹性圆管屈曲的偏微分方程组,通过将非线性问题的线性化处理,分析了该类圆柱管的屈曲压力、壁厚、长度和 屈曲模态之间的关系,分析结果和薄壳理论在薄壁管的预测一致,而薄壳理论在壁厚达到一定数值时失效,而该理论的预测屈曲模态则与实 验结果一致.然后,基于有限元数值方法,分别建立了轴对称和完全三维的数值模型,通过开源程序开发自己的代码,求解了这些非线性椭 圆方程组,并与线性模型进行了对比和相互校验.研究发现了“corner bulging”,不同的圆周和轴向屈曲模态. 由于该类问题的非线性非常强烈,非常小的扰动可以使得超弹性圆柱管从某一种屈曲模态转向另一种模态,即微分方程组的解路径之间可以 相互跳跃.最后简要介绍了课题组在介电超弹材料和柔性机械臂方面的研究成果.

4 微纳米低维材料物理力学

张助华在《低维材料拓扑缺陷的物理力学行为》 报告中介绍了拓扑缺陷对低维材料结构、变形和物性等的显著影响. 以石墨烯等为代表的二维材料只有原子级厚度;其缺陷局域在严格的二维空间中,且完全暴露于材料表面,导致缺陷结构和功能性与宏 观材料情况截然不同.介绍了课题组在低维材料缺陷的结构和功能方面的研究进展.首先,发现二维硫化钼的位错具有充实的磁性,形成 的一维晶界具有铁磁性自旋序,与石墨烯和氮化硼中的位错没有磁性截然不同.因此,单层硫化钼经变形产生位错后即可变为富有前景的二 维磁性半导体,为诠释半导体纳米材料的力磁耦合提供了难得的范例.针对石墨烯晶界形状的多样性,解析发现石墨烯晶界的形状是由晶畴 的对称性控制;在晶畴不对称情况下,弯曲型晶界通过局部的对称性降低能量,比直线型晶界更稳定,所得结构与先前发表于《自然》的实 验结果 一致;此外,弯曲型晶界具有更高的拉伸强度和一律的半导体电输运性质.以上结果揭示了低维材料缺陷丰富的物理力学行为和良好的应用前景.
廖敏在《氧化铪基晶体管型铁电存储器的研究》报告中,介绍了氧化铪基铁电薄膜材料这种全新的铁电薄膜材料的特点和性能,该薄膜对 突破铁电存储器的发展瓶颈具有重要意义.然后介绍了在不高于650 °C下采用原子层沉积(ALD)制备氧化铪基铁电薄膜的工艺研究, 所制备的薄膜性能优异,且制备工艺与CMOS后栅工艺高度兼容.最后,介绍了制备氧化铪基晶体管型铁电存储器单元的后栅工艺,界面调控 可以有效地提高氧化铪基铁电存储器的性能.
欧学东在《物理应力效应对纳米材料电磁特性的影响》报告中,介绍了纳米材料在微观尺度上,因其晶格、电荷、自旋和轨道等多重自 由度之间相互耦合而产生的新的物理特性.基于第一性原理的电子结构计算,系统的研究了外部物理应力或压强对层状钴氧化物中电磁学特 性的影响。通过研究发现,外部的压强效应或物理力学应力可以减少晶格中Co与O之间的键长,增加钴离子的晶体场能级劈裂,使材料的自旋 态发生高自旋态到中间态的转变,同时伴随着反铁磁绝缘态到铁磁半金属态的转变,使层状钴氧化物最终呈现优良的铁磁金属性质,其在下 一代自旋电子学器件中有重要应用价值.
张超凡在《单原子层薄膜材料的奇异物理性质研究》报告中,介绍了单原子层材料的研究.从原子尺度研究是理解块体宏观物性和力学规律的一个重要途径,同时单原子层本身也展现块体所不存在的奇异物理性质.近年来单原子层材料研究非常活跃,多种新特性新应用陆续被发现.本次报告介绍了近期主要成果,包括单原子层的超导增强特性、新光学特性和量子自旋霍尔效应等.工作中采用的手段主要包括利用分子束外延生长技术制备高质量单原子层新材料,以及利用角分辨光电子谱技术对其电子结构进行分析解读.

5 超高速碰撞物理力学

操秀霞在《YAG透明陶瓷的冲击响应特性研究》报告中介绍了钇铝石榴石(YAG)透明陶瓷的冲击响应特性研究. YAG 是可以单晶和多晶两种形式存在的高密度、高强度透明陶瓷材料.它不仅广泛用作固体激光材料,还认为是潜在的透明窗口,认识其高压物性具有重要意义.因此,本工作开展冲击压缩实验,利用DPS和辐射高温计对 11 ~97 GPa压力范围内YAG透明陶瓷(单晶和微米多晶)的力学和光学透明性性质进行研究,获得了YAG的“huguniot”数据及光学透明性随压力 变化规律.此外,还利用离散元方法建立了能够表征透明陶瓷材料内部微结构(孔隙、晶界、晶向)的冲击波压缩破坏格点--弹簧模型,模拟 冲击加载下YAG透明陶瓷的细观力学响应过程,认识其力学、光学性质的细观响应机理.
张品亮在《新型波阻抗梯度防护材料的超高速撞击特性研究》报告中,介绍了新型波阻抗梯度防护材料的设计和防护性能.为了提升航天器抵御空间碎片撞击的能力,提出了一种新型波阻抗梯度防护材料,并在二级轻气炮上对其所组成的双层防护结构开展了超高速撞击试验.分析了前板穿孔、碎片云和后墙损伤等特征,获得了一些规律性结果.结果表明Ti-Al-Nylon材料与同等面密度铝合金相比防护性能提升了11.8%.认为波阻抗梯度防护材料的高阻抗表层增加了入射弹丸的破碎程度.不同组分之间的阻抗匹配改变了冲击波的传播路径,增加了内能转化率,使靶材更易液化甚至气化,同时,延长了反射稀疏波的作用时间,使得碎片云充分扩散,从而使波阻抗梯度材料具有优异的防护性能.
武强在《含能活性材料的空间碎片防护应用与机理探索研究》报告中,以空间碎片防护结构设计为工程应用背景,提出将含能活性材料应用于空间碎片防护结构.利用二级轻气炮为加载手段,结合高速摄像、光学高温计、激光阴影照相等测试设备,进行不同面密度、不同弹丸直径、不同碰撞速度的超高速撞击实验.通过与同等面密度铝薄板的对比,证明含能活性材料防护结构的有效性.研究了含能活性材料防护结构超高速撞击条件下的损伤特性,建立了铝合金弹丸超高速撞击含能活性材料防护屏穿孔直径的无量纲经验公式,得到新型含能材料防护结构撞击极限曲线.结合数值模拟,得到了含能材料防护结构碎片云形态与运动特性,分析了含能材料防护结构的防护机理.基于一维冲击波理论,进一步分析超高速撞击条件下含能活性材料靶板的冲击响应过程,结合考虑化学反应效率的热化学反应模型,获得了弹靶在碰撞与爆炸联合作用下的载荷特性.
王永滨在《航天器着陆缓沖过程物理力学问题与分析》报告中,介绍了航天器着陆缓沖过程中遭遇的物理力学问题与分析方法. 目前世界各国都在积极地进行空间探测方面的研究,各类空间探测任务都对星表着陆能力提出了非常强烈的需求,能否成功实现软着陆是决定探测任务成败的关键.着陆缓冲过程是一个极其复杂的过程,其间伴随着复杂的物理力学问题,尤其是碰撞过程的能量传递与耗散.报告结合数值模拟手段, 分析不同着陆器构型、缓冲形式、着陆姿态、着陆速度、不同星表物理和力学特性对瞬态冲击特性的影响,初步揭示了着陆器着陆过程能量传递与耗散机理.

6 结束语

本次研讨会在7日下午组织了一场交流座谈会.由周益春教授和詹世革处长共同主持. 与会的青年****就物理力学发展的新趋势、所面临的挑战、困难展以及航天工程中出现的基础性物理力学问题开了热烈的讨论. 作为航天领域的资深专家和物理力学委员会的委员,韩增尧研究员以引力波探测和空间太阳能电站为例,建议青年****针对我国目前开展的载人航天与深空探测专项中面临的科学问题,开展相关技术的攻关.青年****们也结合自己的研究方向,就物理力学的学科发展、如何快速成长、如何凝练和挖掘深层次的科学问题,积极参与国家重大需求等问题各抒己见,并提出了许多建设性意见.
为促进物理力学学科的进一步发展,在周益春教授的提议下,会议建议成立面向高年级博士生和青年教师的高级讲习班.同时,会议建议成立物理力学青年工作小组,将青年人组织起来,针对国家重大工程需求,凝练科学问题,组建以青年人为主的研究团队,合作攻关.詹世革处长听取了大家对基金委工作的建议,做了总结发言,表示基金委在未来的工作中,将认真考虑大家提出的建议.詹处长希望青年****加强基础与前沿科学问题的研究,还勉励青年****要多交流,要勇于在自己的研究领域提出属于自己的创新的研究方法.在前辈的基础上,但一定不要拘泥于前人的研究.
最后,经过与会****的讨论,物理力学青年论坛将继续举办下去,会议确定每2年一届。经过讨论,初步建议第二届全国物理力学青年****学术研讨会将于2019年由湘潭大学承办.
The authors have declared that no competing interests exist.

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